无线通信技术发展趋势分析论文

2022-05-01

摘要:文中阐述了网格技术的基本概念,并结合国内无线电管理发展现状,提出了与无线电管理工作的结合创新性思路和解决途径,重点分析了管理和业务的网格化实现方式,以及目标数据,提出了区域信号数据库和无线电管理对象数据库的建立实例,可为无线电管理相关行业的技术人员提供参考。下面是小编精心推荐的《无线通信技术发展趋势分析论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

无线通信技术发展趋势分析论文 篇1:

综合布线系统的设备与线路安全探究

摘 要:综合布线是一项系统工程,不仅仅涉及到信息的安全属性,同时还要防范系统设备物理安全以及线路漏电、防雷击以及消防等安全。本文研究的重点就是结合目前综合布线常见的生命周期要求下,从线路的物理安全上以及信息安全两个方面探究相应的安全措施,从而外综合布线工作者提供一些有益的参考。

关键词:综合布线;系统设备;线路安全

1 无线通信技术的发展概况

随着信息技术的发展和应用,人们的生活变得异常便捷起来,各种通信技术渗透到我们生活的方方面面中,在商业谈判、私人交流、教育、医疗、企业生产、会议当中,都可以看到无线通信技术应用的例子,换言之,我们早已进入无线通信时代。纵观国内移动通信技术发展历程,总体上可以分为五个主要阶段:第一阶段是1940年代采用的短波通信技术,它利用电子管技术作为信息载体实现无线通信,主要在军事领域应用,民间应用相对较少;到了第二个阶段,无线通信网络可以与固定通话网络自由连接,通过无线通信终端可以与固定网络终端实现自由连接,并呈现广泛的民用趋势;第三个阶段,就是進入到1980年代后,各国移动通信公司开始针对个人消费者推出移动通信服务,这是一种真正意义上的移动通信服务,它采用蜂窝通信技术打造移动通信网络,为人们提供便捷的无线通信服务;到了第四个阶段,也就是2G时代,将人们带入了全面的无线通信时代,个人无线通信产品变得更加便捷,收费更加低廉;最后一个阶段,也就是当前我们正面对的3G时代,无线通信信息在数量和速度上都得到了大幅改善。

2 无线通信技术的发展现状

从当前无线通信技术发展现状来看,它表现出了两个明显特征:一个是个人用户数量呈快速增长趋势;另一个是宽带无线通信产品开始大面积推广使用,服务质量不断提升,相关技术研究也日趋活跃。总体来说,无线通信技术发展正朝着模块化、一体化和综合化方向发展。从不同国家的具体情况看,无线通信技术呈现不同的发展面貌,各具特点、各有千秋,但是每一个国家都在致力于推进本国无线移动网络的建设,力争尽快实现信息高速网络的建设目标。

3 无线通信五大新技术及应用

3.1 3G是当前无线通信技术发展主流方向

3G可以说是当前世界无线通信技术发展的主流方向,不仅西方发达国家将重心放在了3G网络的建设上,而且我国也针对如何实现2G向3G过渡进行了全面工作部署。可以说,3G正在引领全世界无线通信技术发展方向。有学者预测,3G时代将会为我们带来巨大的发展机遇,催生各种经济增长热点。尽管如此,还没有任何一个国家可以宣布自己已完全进入到3G时代,毕竟,从网络升级到终端的产业化,再到技术标准的统一,都亟待完善和更新。在网络技术标准方面,我国采用了与其他国家相异的解决方案,因此我国移动通信市场潜力还没有彻底释放出来,可以根据本国通信技术发展特点来打造3G网络。

3.2 3.5GHz技术的应用

3.5GHz技术属于较高阶段的技术体系,具有成熟、稳定、覆盖面广、抗干扰性强、故障率低、保密性高、兼容性高等优点。一旦该无线通信技术体系建成投入使用后,能够为无线宽带用户提供更加优质的无线通信服务,例如可以提供WIFI漫游、无线宽带、视频通话、保密通话、远程会议等多种业务服务,能够为教育培训、金融服务、行政办公、商业谈判、远程监控、精密控制提供综合性宽带业务服务。值得注意的是,该技术也存在许多不容忽视的缺点:例如运行不稳定、保密性差、信道资源占有率高等。

3.3 对WLAN的推广应用

无线局域网络,英文缩写WLAN,是目前最流行的数据传输网络体系,它采用了最新的无线射频技术,放弃了传统的铜线网络搭建技术,大大提高了无线局域网的使用效率,为用户提供给了随时随地上网的机会,促进了社会整体信息化水平。WLAN无线局域网技术能够提供高流量通信服务,实现用户快捷接入。当前国内采用的是对接802.11b标准的WLAN网络,在国外移动通信技术发展的推动下,国内三大运营商也在将注意力放在欧美等国流行的新WLAN技术上。但是,考虑到国家信息安全因素,WAPI一直存在技术标准规范争议。在国内通信市场激烈的竞争推动下,多家无线通信企业都希望能够在新技术领域提升自己的综合竞争力。由于WAPI技术存在严重的安全隐患,加之国内通信行业发展与发达国家相比存在较大差距,因此在技术应用上一直持保守观望态度。由此可以看出,WLAN技术以重要战略地位居于全球范围,但市场动态变化,WLAN虽然具有顽强的生命力,但它的运营发展速度是否能达到预期目标,还有待观察。

3.4 WIMAX新技术成为无线界的新欢

WIMAX即为全球微波接入互操作系统,作为无线界的新欢,它不仅在北美、欧洲迅猛的发展,在亚洲也掀起了这股潮流风波。WIMAXWiMAX以IEEE 802.16的标准为基础又称为802.16 无线城域网,它的互联网连接信号远于WI-FI,而WIMAX在成本等各方面所展现出来的优势使得业内人士将其看作是一项打破旧格局开创新格局的新技术。比如当年对提升802.11使用率有功的Wi-Fi技术联盟,WiMAX也成立了相关技术联盟,将提升人们对宽频知识的普及,并让供应商解决相关设备的兼容性问题,通过此项工作加速WiMAX 技术的使用率,让它成为业界使用IEEE 802.16标准的宽频无线设备。尽WIMAX还组织了以促进IEEE802.16的应用为目标的联盟。从发展趋势分析,WIMAX技术目前还不能成为3G技术的终结者,WIMAX技术虽然具有巨大市场潜力,但要想影响全球无线通信格局,则需要时间。

[参考文献]

[1]韩民春.世界通信技术发展方向概论.通信世界.2009(8).

作者:吴金鸣

无线通信技术发展趋势分析论文 篇2:

浅谈网格技术与无线电管理的有效结合

摘要:文中阐述了网格技术的基本概念,并结合国内无线电管理发展现状,提出了与无线电管理工作的结合创新性思路和解决途径,重点分析了管理和业务的网格化实现方式,以及目标数据,提出了区域信号数据库和无线电管理对象数据库的建立实例,可为无线电管理相关行业的技术人员提供参考。

关键词:网格技术;无线电管理;信号数据库;场强定位

The Effective Integration Between the Grid and the Radio Management

Song Feng

(Shenzhen RongXing Industrial Development Co.,Ltd.,Shenzhen518031,China)

一、引言

伴随无线电通信事业高速发展,国内无线电管理技术设施逐渐得以完善,并逐步投入使用,已取得一定的社会效益和经济效益。但是,由于无线通信设备已经由窄带、大功率发射逐渐朝数字化、微型化、智能化方向发展,现有的粗放管理逐渐不能满足业务和管理工作需求,仍处于被动式管理阶段。如何完成实现无线电管理信息化、自动化,由被动式行业管理模式向主动式社会化服务型转变,做到管理精确化、科学化,以适应未来无线电通信事业发展,是目前无线电管理中亟待解决的难题。

目前,一种新型的网格技术逐步走进人们的视野,并得以某些行业局部范围的应用。基于网格技术,笔者提出了新型数字化无线电管理的构建思路,期待对国内无线电管理信息化建设有所裨益。

二、网格技术介绍

网格技术(Gridding Technique)为近年来提出的一种新型技术,通过借用计算机网格管理的思想,将管理对象按照一定的标准划分成若干网格单元,利用现代信息技术和各网格单元间的协调机制,在网格单元之间实现有效地信息交流,透明地共享组织的资源,最终达到整合组织资源、提高管理效率的现代化管理思想,是实现网格化管理的一种方法或技术解决手段。

三、无线电管理中的网格应用

网格技术作为一种管理技术理念和设计思想,能够将无线电管理中涉及的空间分布、业务对象,结合地理信息系统,通过层次化、数字化和网格化,构建区域信号数据库及无线电管理对象数据库,最终实现对无线电频谱资源及台站的精细化管理。

(一)管理对象部件的数字化

无线电管理对象部件的数字化,是实现网格管理的前提条件,通过将台站的类别、工作频率、发射功率、发射时间、发射天线、发射地址以及管理人等对象部件属性的编码化和数字化,建立详尽的无线电信号数据库,是实施有效、精细无线电管理的前提,也是提高无线电管理效率的根本要求。

1.管理对象数据的采集。无线电信号数据库是利用无线电管理部件数据调查结果,运用空间数据采集技术、地理编码技术、空间数据库建库技术以及地理信息服务技术等先进技术,以如高精度地形图和遥感影像图为底图,按照无线电管理部件对象的功能划分,分层绘图,把每一个部件与其属性信息表建立关联,将其全部定位到所属网格单元中,并对部分对象的编码进行实地标注。

2.无线电信号数据库的建立。无线电信号数据库的建设、管理与维护是数字化、网格化无线电管理建设中最基础、最耗时、投资大的一项工作。建议利用已有的工作基础,充分利用台站数据,采用统一的网格划分、统一网络平台、统一数据标准、统一应用平台等建设和运行模式,建立完善的数据管理和维护机制。

无线电信号数据库的内容可以分为三类:空间数据、业务数据和系统运行支撑数据。

(1)空间数据库.空间数据库是数字化无线电管理的核心数据库,包括基础地理数据、部件数据、事件数据和网格数据。网格数据按照“单元网格—管理区”二级网格的层次关系进行组织,无线电网格化管理工作按照管理区开展。

(2)业务数据.围绕无线电管理及各科室部门业务,基于单元网格、部件、事件等基础性数据之上的管理性数据:可以分为两类:一类是数字化无线电管理平台的业务管理信息,另一类是各科室部门的专业管理信息。

(3)系统运行支撑数据.提供元数据、数据字典、系统级配置等支撑类信息。

(二)监管区域的网格化

网格划分是无线电管理部件数据库建设中非常基础性的工作,所有的部件调查都需要落实到具体的网格当中。

网格划分可以以行政区划为一级网格单元,并结合监管业务、管理对象等属性进一步划分二级子网格,依次类推。基于电子地图,依托网格划分,可对网格中的数据资源、信息资源、管理资源、服务资源进行整合后,实现共享,由管理员对整体网格实施全时段监控,同时明确各级区域的管理责任人,从而在纵向上实现对管理空间的分层、分级和全区域管理,从而实现无线电从粗放管理到精确管理的转变。

精确的网格化划分使无线电管理的触角深入到了无线电业务应用领域的每一空间,将监管方向从静态资格监管转到动态行为监管,从主要监管登记事项转向重点打击非法干扰、非法用频、非法设置台(站),为重点部门、重点行业提供服务,保证对区域无线电业务应用监管到位。

监测区域的网格化,是管理部件数字化和网格化的前提,也是无线电信号数据库建库的重要设计依据。

(三)业务管理的网格化

1.信息查询的网格化。在建立信号数据库时,可采集建立的时间、地理坐标、所属区、街道,该频率、台站属于哪个格网中,该网格的管理员等辅助信息。这些数据可以帮助无线电管理部门快速、准确地了解区域无线电台站发射设备的使用情况及其它相关属性,为高效率执法提供参考。

2.监管职能的网格化。通过对区域进行网格划分,把无线电频率、台站按照空间和所属单位分布划分为若干个网格,针对每个网格设立管理员,实现无线电管理的责任下放到具体的负责人和具体的网格,最终实现网格内的监管功能,完成设备管理、专项整治、数据采集等业务。网格负责人可以实施无线电设备使用者进行分类分级的确认,以及自动确定巡查周期等工作。

3.空间域分析的网格化。在对区域的无线电频率、台站进行网格划分的基础上,实现以下空间域分析功能:

(1)以无线电频率、设备为查询对象,查询周边地区的无线电设备分布情况、违法记录情况等,并对往年的电磁干扰情况进行统计分析。

(2)分析一定空间范围内的无线电台站分布、执法记录、随时了解无线电设备使用的整体状况,促进无线电管理部门在监管方式以及对电磁环境秩序的控制力、信息掌握量、工作运行机制等方面实现战略转变。

(3)查询具体管理员所管辖的网格内执法过程,处罚结果等。

(4)对特定网格内的无线电应用总体情况进行统计分析,对区域范围内的无线电业务发展、运行情况等进行统计分析,形成直观的空间上的分布属性图层。

4.移动执法的网格化。采集大量的静态和动态信息并输入计算机,通过增加移动数据采集设备,使无线电执法人员在巡查的过程中,利用移动终端自动生成无线电设备空间属性数据和时间属性数据。

移动终端信息的采集,有助于建立、补充完善单元网格的区域信号数据库的数据,并提供台站数据核查功能。

5.趋势分析的网格化。分析是激活信息功能、提高信息利用价值的核心环节。而趋势分析是根据历史数据对现状和未来发展做出的预测分析。

预警分析:根据无线电台站使用者违反无线管理规定的类型、特点、导致电磁环境秩序混乱的程度进行区域性、阶段性的分析。根据预测模型,从中及时发现当前电磁状态趋势的新动向,进而为管理决策部门及时调整无线电监管重点提供客观真实的依据,将一些无线电违法使用行为控制在萌芽状态。

电磁环境发展分析:根据特定网格区域的电磁环境数据,选择预测模型对未来一段时间内可能的电磁环境进行预测。

四、网格管理信息的展现

基于信息的数字化,可在电子地图上直观地显示监测网格和网格内的各种信息,并可以以图形表现信息查询结果和各种统计比较信息,如频率使用、台站位置、报警信息等信息。

网格信号报警信息展现

五、网格化管理的优势

网格化的无线电管理,具有以下几点优势:

1.管理思路转变:突破传统的粗放、被动式管理,朝精细科学化、主动服务型管理转变,尤其部件数据的图层化,使得对象管理更加直观,更加规范。

2.管理范围转变:进一步适应现代通信技术发展,即数字化、微型化、智能化通信。

3.管理方式转变:不仅仅是信号数据采集管理。通过建立单元网格的分析模型,可进行趋势分析,突出管理重点。

4.技术设施建设转变:精细的监测区域网格,为无线电技术设施建设方面提供了重要依据,包括设备技术选型、建站规划。

5.测向技术的转变:根据方向性天线接收的目标信号场强,结合信号数据库,可初步定为目标信号的网格位置。

六、结束语

网格技术是最新提出的概念技术,有着广泛的研究价值和应用价值。本文地提出的网格技术与无线电管理工作的结合创新性思路和解决途径,对于启发无线电管理建设思路的转变,突破无线电管理发展中面临被动式、粗放型监测等的系列问题,发掘网格管理在无线电管理中的应用实例,有着积极的现实意义。

参考文献:

[1]周鸿顺.频谱监测手册,2002

[2]李东科.无线电监测面临的问题及对策研究

[3]李俊杰.深圳市数字化监测网功能需求的思考

作者:宋峰

无线通信技术发展趋势分析论文 篇3:

无线通信技术在海上风电工程中的应用程

摘要:我国海上风电资源丰富,同时海上风电工程具有运行效率高、输电距离短、就地消纳方便、不占用土地、适宜大规模开发等特点,为实现“碳中和”的目标,海上风电将成为我国大力发展可再生能源的必然选择。然而海上风电施工难度大、施工周期较长,在施工过程中容易出现问题,因此在工程安全方面,如何实现海上风电建设期间的安全监控和安全管理成了海上电力通信技术的研究重点。海上风电工程主要可分为两个阶段:基建期的升压站平台施工、海缆敷设、风机机组吊装和运维期的监控管理、寿期维护检修。本文旨在设计一套远距离跨海无线通信方案,将基建期和运维期的监控视频(每路高清视频信号带宽为8M)和通话网络信息回传,以实现对海上风电工程的安全监管,并满足海上工作人员的通话和上网需求。本文主要分析无线通信技术在海上风电工程中的应用程。

关键词:海上风电;4G/5G;微波通信;安全监控;海上电信服务

引言

我国市场的迅速扩张导致对风能的需求增加。与已经很难运输的风电场相比,与海洋风电场和风电场一起工作时,到达、运行时间长、危险性高等方面也存在困难。与此同时,由于海水、湿度等危害太大,海洋和风电场的故障率高于大陆架。在这方面,我国南部海岸外的风电场提出了对距离大陆约25公里的维基人进行智能、基于网络的研究。正常运行时间取决于现场工作。本文阐述了5G、北岸、人工智能等研究海上风电场知识维度的先进技术。其中包括例行调查、人员培训、运输车辆安全援助和现场支助。

1、风场专网

专用网络是为特定用户提供网络通信服务的专用网络,而专用网络则是智能风电场驱动的维的基础。与其他行业应用程序一样,海气流的智能尺寸要求支持特定的网络拓扑、网络部署、网络资源调整、网络性能配置、网络维控制等。5G网络为企业提供了一定程度的灵活性,使其能够根据工作地点、工作类型等提供不同的数据保护和安全配置。该规划包括七个地点,其中一个地点计划提供交通复盖范围,六个地点计划提供海上空域复盖范围,以确保为海上智能计算工作站提供高效可靠的网络安全。

2、常用无线通信技术

2.1卫星通信

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站而进行的两个或多个地球站之间的无线电波通信。卫星通信具有通信距离远、无缝覆盖等优点,对于传统地面网络无法覆盖的海上风电场区域,卫星通信是一种有效的通信手段。然而卫星通信的带宽较低、传输时延高、租赁费用高(2Mb/s通信的年费为50万元左右);且卫星的计算与存储功能有限,不支持高性能的加密协议和算法,安全防护能力不足。

2.2运营商4G/5G通信

4G是指第四代移动通信技术,是集3G与WLAN技术于一体,并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像。5G是第五代移动通信技术,通过高接入速率、低使用时延、海量连接能力、超高流量密度,实现人与物的智能互联、信息的高速传输,从而渗透到社会各个领域,构建以用户为中心的全方位信息生态系统。4G、5G网络在海上风电基建期因缺少基站而无法实现,在运维期可利用风机塔筒外加天线建设基站,结合海缆和基站构建。其缺点是基站的信号覆盖范围小,目前很多沿海地方、油田等工业监控场所4G网络覆盖不全,5G信号只在特定、重要场所覆盖,而且单个4G基站覆盖范围小于8km,5G基站覆盖范围小于1km;4G、5G通信技术采用的是公网构建,安全方面具有一定的局限性,4G可用VPN虚拟专线承载管理信息大区业务,5G的安全性相比于4G有很大提高,可采用切片技术承载生产控制和管理信息大区业务。

2.3无线通信技术比选

针对海上风电工程建设和运维的场景,本文结合传输距离、可行性、安全性、可靠性、成本五大因素,对上述无线通信技术进行对比分析。由于卫星通信运维成本高,信号传输时延高,视频回传的通信质量一般,且存在安全隐患,考虑到工程的时效性和经济性。基建期:由于海上升压站、风机均处于建设阶段,而4G/5G网络的传输距离比较短,陆上运营商基站提供的网络无法覆盖风电场海域,因此,只能采用微波通信技术。运维期:运维期可利用已建的风机和海上升压站建立4G/5G基站,使4G/5G网络延伸覆盖风电场海域。由于4G比5G网络覆盖范围更广,建设更少的基站便可满足风场海域通信网络覆盖的需求。微波通信网络虽然安全性更高、成本更低,但是其传输信号质量易受天气、船舶移动和障碍物阻挡等影响而变差,甚至会出现信号中断的现象,同时4G信号比微波信号的质量更好,可靠性更高。因此,工程实践可结合4G和微波通信的优点,对于风电场海域,采用4G通信技术;对于陆上集控中心至海上升压站之间的海缆所在区域,4G网络难以覆盖,采用微波通信技术。本文最终选择在基建期采用微波通信技术,在运维期采用微波通信技术与运营商4G通信技术。

3、海上无线通信技术挑战

3.1海上超远距离传输

海上现有无线通信系统的主要有源、高频和甚高频频带为导航、应急安全和语音通信等企业提供服务。中间带段和高频段用于数据较少的公司,例如b .海员的航行和紧急安全。此类业务需要扩大信号传输范围以提高服务复盖面,例如b . DSC系统中的更大范围,以增加邻近船只接收来自撞击船只的信号的可能性,从而及时获得援助。海上无线信号通常允许通过蒸发电缆和天线传输进行远距离通信。由于海面的逆温和逆变湿度等因素,大气折射率与海拔呈负梯度关系。当负差值满足条件时,磁轨道曲率大于地球曲率,使电磁波捕捉到大气厚度,产生蒸发力。蒸发准则特别适用于频率超过3GHz的电磁波。

3.2无线电台

广播电台有不同的分类,可按频率划分为不同的无线电波、中波、短波(也称为高频)、短波和微波。借助业务部门,您可以导航到各种无线电台、航空航天站、救援活动、广播、贸易、气象条件等。还可以使用图形轮廓将它们分为手持设备和autodesktypen类型。海上通信使用两个电台:短波(HF)和短波(HF)。短波广播电台利用短、频繁的无线电波发送和接收信号,因为它们因季节天气变化较小,通信质量优于其他广播电台,通信流量高,传输方法稳定,广泛适用于海上通信。由于超短波向天空发射的波长和频率既不反映地面,也不超出障碍物的特性和直射电波的原理,决定短波无线电只能应用于近距离通信,但没有阻挡的海洋是超声波条件的充分作用舞台,即使在远距离情况下也能与超短波通信的范围。短波无线电波波长较短,频率较低,与超短波无线电相比,当信号发送到天空时,电离层能吸收的无线电波较少,从而导致范围更广。短波电台通常用于远距离通信。但是,由于电离隔热层的额外吸收和电离层的不稳定性,短波短时间的收发信号可能显得微弱。因此,船舶上的短波设备通常需要鞭子或高天线才能令人满意地传递信息。

结束语

(1)本文对比各无线通信技术的特点,结合海上风电建设与运维的具体通信需求,在基建期选择微波通信技术,实现海陆之间远距离传输;在运维期采用4G通信技术,实现海上风电场域的高质量可靠传输,同时采用微波通信技术,维持对海陆之间海缆区域的通信服务。综合安全性、可靠性、总成本、施工可行性等因素,本文方案是较为合理和实用的通信方案。

(2)5G虽然有着高速率、低时延、大连接等特点,且安全性优于4G,其缺点是覆盖范围太小,目前在海上风电所处的大范围区域中需要建设过多的基站和设备,工程总成本过高。但5G仍然是未来通信发展的趋势,随着5G所用频段和技术的改进,5G将是海上风电建设和运维的重要通信技术。

参考文献:

[1]张平,陶运铮,张治.5G若干关键技术评述[J].通信学报,2016,37(7):15-29.

[2]周德棕,易伟,黄国育.海上风电场工业通信技术现状与趋势分析[J].数字通信世界,2020(11):112-114.

[3]陈忠亭.无线通信技术发展趋势分析及在海洋石油开发中的应用[J].数字通信世界,2015,49(6):6-8.

[4]邱枫.卫星通信在海上平台的普及应用[J].数字技术與应用,2018,36(12):17-19.

[5]周暐,微波通信技术在海洋石油行业的应用[J].石油和化工设备,2020,23(3):56-57.

作者:谢闽

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